质谱是一种分析技术，其中样品被电离成带电分子，并且可以测量它们的质量 - 电荷（m / z）的比例。在MALDI-TOF质谱中，离子源是基质辅助激光解吸/电离（MALDI），并且质量分析仪是飞行时间（TOF）分析仪。
谱技术
MALDI是一种软电离，包括用激光击打小分子基质，使分析物分子进入气相，而不分裂或分解它们。有些生物分子太大，加热后会分解，而传统技术会破坏或破坏大分子。MALDI适用于分析生物分子，如肽、脂类、糖或其他有机大分子。
图1.马尔迪分析物的电离
在图1中，被分析物被嵌入一个非常大的基质化合物中，该化合物沉积在一个称为靶的固体表面上，通常由导电金属制成，并且有几个不同的斑点用于应用。在一个非常短的激光脉冲后，被辐照的光斑迅速加热并成为振动激发。基体分子从样品表面能量烧蚀，吸收激光能量，并将分析物分子带入气相。在烧蚀过程中，分析物分子通常通过与附近的基质分子质子化或去质子化而电离。最常见的MALDI电离形式是被分析物分子携带单一正电荷。
紫外线（UV）和红外（IR）波长的激光在使用中，但UV激光器是迄今为止分析MALDI中最重要的光源。其中，氮激光器和频率三倍或四倍的Nd：YAG激光器通常为大多数应用服务。IR-MALDI由ER主导：YAG激光器，而茶二氧化碳激光器很少使用。
人们认为，基质的第一个作用本质上是稀释和分离被分析物分子彼此。这发生在溶剂蒸发和伴随形成固溶体的过程中。然后，在激光照射下，它作为能量吸收的中介。选择正确的矩阵是MALDI成功的关键。一般来说，高极性分析物与高极性矩阵更好地工作，而非极性分析物最好与非极性矩阵结合。如表1所示，人们寻找并广泛使用了不同的矩阵。目前，最常用的基体是α-氰基-4-羟基肉桂酸、2,5-二羟基苯甲酸、3,5-二甲氧基-4-羟基肉桂酸和2,6-二羟基苯乙酮。
表1. UV-MALDI矩阵（J. H.，2006年总计）
| 复合 | 缩写 | 应用程序 |
|---|---|---|
| 烟酸 | NA | 肽，蛋白质 |
| 吡啶甲酸 | 巴勒斯坦权力机构 | DNA寡核苷酸, |
| 3-Hydroxypicolinic酸 | HPA, 3-HPA | DNA寡核苷酸, |
| 3-氨基胆碱酸 | 3-APA | DNA寡核苷酸, |
| 6-AZA-2 - 硫疗 | att. | DNA寡核苷酸, |
| 2, 5-Dihydroxybenzoic酸 | DHB. | 蛋白质,低聚糖 |
| DHB-based混合物 | DHB / XY和super-DHB | 蛋白质,低聚糖 |
| 3-Aminoquinoline | 3-AQ. | 寡糖 |
| α-Cyano-4-hydroxycinnamic酸 | α-CHC，α-CHCA，4-HCCA，CHCA | 肽，更小的蛋白质，三酰基甘油，许多其他化合物 |
| 4-氯-α-氰基肉桂酸 | CLCCA | 肽 |
| 3,5-二甲氧基-4-羟基氨基酸 | SA | 蛋白质 |
| (2) - 4-Hydroxyphenylazo苯甲酸 | 傻瓜 | 肽，蛋白质，糖蛋白，聚苯乙烯 |
| 2-Mercaptobenzothiazole | MBT | 肽，蛋白质，合成聚合物 |
| 5-氯-2-巯基苯噻唑 | CMBT. | 糖肽、磷酸肽和蛋白质 |
| 2,6-二羟基乙酮 | DHAP | 糖肤,此处则蛋白质 |
| 2,4,6-三羟基苯乙酮 | THAP. | 固体支持的寡核苷酸 |
| 9-anthracenetriol蒽三酚(8日) | 没有任何 | 合成聚合物 |
| 9-硝基蒽 | 9-NA | 富勒烯和衍生品 |
| 苯并[a]芘 | 没有任何 | 富勒烯和衍生品 |
| 2 - [（2E）-3-（4-叔丁基苯基）-2-甲基丙烯 - 2-苯基]丙二腈 | DCTB | 低聚物，聚合物，树状大分子，小分子 |
飞行时间（TOF）分析仪
图2. TOF分析仪的一般原理图。（a）衬垫TOF分析仪;（b）反射器TOF分析仪;（c）离子在衬里TOF分析仪中通过现场自由区域的推导过程。
如图2所示，TOF的基本原理是不同m/z的离子在沿已知长度的无场漂移路径飞行的过程中被及时分散。如果所有的离子同时开始它们的旅程，或者至少在一个足够短的时间间隔内，较轻的离子将比较重的离子更早到达探测器。
从理论上讲，所有离子都被赋予相同的初始动能，使得在沿场自由区域沿漂移之后，当时检测器处的相同M / Z的离子。然而，在实践中，所有离子的脉冲都不感到相同的强度，因此并非所有的M / Z值的所有离子达到其理想速度。为了纠正这个问题，通常将反射应用于漂移区的末端。反射器由一系列具有高电压的环形电极组成，其可以通常以略微移位的角度沿着飞行管恢复离子。
不同动能的离子在从反射器排出到相反方向之前穿透反射到不同的深度。携带更多动能的速度更快地将比较慢的路径更长，从而在反射中花费更多时间而不是携带更少的精力充沛的离子。以这种方式，检测器在（约）同时接收相同质量的离子。因此，TOF质量分析仪的这种设计显着提高了分辨率。然而，反射TOF分析仪不适用于不稳定以存活电场的分析物。
MALDI-TOF质谱法的过程
图3。MALDI-TOF质谱分析(Clark A. E.，等．;2013)
在某些溶剂中，被分析物至少能溶解到0.1 mg/ml。将基质溶解生成饱和溶液或浓度约为10mg /ml的溶液。然后将被分析物的溶液与基体的溶液混合。对于优化的MALDI光谱，一般将摩尔基体与分析物的比值调整为1000:1到100,000:1。然后将混合物放在金属靶板上进行分析。干燥后，样品和基体的混合物共结晶，形成嵌入基体的样品固体沉积物。随后将该板装入MALDI-TOF仪器，并通过与各自系统相关的软件进行分析。MALDI可以导致样品和基质的升华和电离。这些生成的离子通过TOF分析仪根据m/z进行分离，并通过MS软件生成并分析这些离子的光谱表示，生成一个MS剖面。
MALDI-TOF质谱的应用
完整质量的测定是蛋白质表征的基础和重要，因为正确的蛋白质分子量可以表明完整的结构。MALDI是一种软电离技术，适用于用其他电离方法电离易碎、碎片化的蛋白质。MALDI-TOF质谱的性能受缓冲成分、洗涤剂和污染物的影响较小。此外，它允许完整蛋白质质量的测定具有足够的准确性(≤500ppm)，用于序列验证。在蛋白质消化后，MALDI-TOF MS也可以用于分析获得的肽，以进一步通过肽质量指纹鉴定一级序列。
MALDI-TOF质谱法操作简单，质量良好，以及高分辨率和敏感性。因此，它具有蛋白质组学的广泛用途，以通过称为肽质量指纹识别的方法鉴定来自简单混合物的蛋白质，其通常与二维凝胶电泳（2-DE）一起使用。在这种方法中，通过用胰蛋白酶样序列特异性酶消化感兴趣的蛋白质来产生肽。然后通过MALDI-TOF质谱法分析肽以得到肽质量。将实验质量与具有相同序列特异性蛋白酶的给定生物体的含有理论肽质量的数据库进行比较。
配备有反射的MALDI-TOF质谱仪可以分析由前体离子产生的片段离子，该前体离子自发地分解在飞行中。这种离子通常被称为亚稳态离子，并且在离子源和反射器之间的场自由区域中分解过程通常被称为PSD。在进入反射之前，PSD片段离子形成在场自由区域内。PSD片段离子可以通过连续改变反射器电压来分离，收集，并在检测器上记录在检测器上，以形成PSD质谱，为肽和蛋白质的主要结构提供非常丰富和有效的结构信息。在蛋白质组学研究中，一些2DE分离的蛋白质样品不能通过PMF鉴定，或识别结果尚不清楚。PSD测序功能可以应用于这些蛋白质的鉴定。使用PSD光谱，结合数据库搜索，可以快速识别蛋白质，具有高特异性。
随着分子生物学技术和反义核酸药物技术的发展，已合成了越来越多的寡核苷酸片段以用作引物，探针和反义药物。完全有必要快速检测这些片段以确定合成是否完整，并且合成序列是否正确。质谱，包括Maldi-Tof-MS，是迄今为止这样做的最佳方法。使用MALDI-TOF-MS的寡核苷酸分析简单，快速，准确，敏感，可用于确定完整的寡核苷酸序列。
MALDI-TOF可以直接从薄组织切片中的分析和成像蛋白，称为MALDI成像质谱（MALDI-IMS）。它提供了有关局部分子组成，肽和蛋白质在分析的部分中的蛋白质的相对丰度和空间分布的具体信息。Maldi-IM可以通过单一测量同时分析生物组织切片中的多种未知化合物，该测量可以获得组织的分子成像，同时保持组织中细胞和分子的完整性。
MALDI-TOF质谱可以分析多种生物分子，如肽、蛋白质、碳水化合物、寡核苷酸等。由于形成的离子具有较低的内能，MALDI-TOF的一大优点是，软电离过程可以观察电离的分子，而分析物几乎不破碎，允许分析物的分子离子被识别，即使是在混合物中。该系统使用方便，维护方便，数据采集速度快。选择合适的基质物质是MALDI-TOF质谱成功的重要因素。
在创意蛋白质组学中，我们可以根据我们先进的Maldi-TOF质谱平台提供各种服务，包括：
引用:
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